Неметалните материали, използвани в автомобилите, включват пластмаси, каучук, лепила, уплътнители, фрикционни материали, тъкани, стъкло и други материали. Тези материали включват различни индустриални сектори като нефтохимия, лека промишленост, текстил и строителни материали. Следователно прилагането на неметални материали в автомобилите е отражение на косъчетана икономическа и технологична сила и също така обхваща широка гама от възможности за технологично развитие и приложение в свързани индустрии.
В момента юздите от стъклени влакнафорсираните композитни материали, прилагани в автомобилите, включват термопластмаси, подсилени със стъклени влакна (QFRTP), термопласти, подсилени със стъклени влакна (GMT), смеси за формоване на листове (SMC), материали за формоване на смола (RTM) и ръчно положени FRP продукти.
Основната армировка от стъклени влакнаced пластмасите, използвани в автомобилите в момента, са подсилен със стъклени влакна полипропилен (PP), подсилен със стъклени влакна полиамид 66 (PA66) или PA6 и в по-малка степен PBT и PPO материали.
Подсилените PP (полипропиленови) продукти притежават висока твърдост и издръжливост и техните механични свойства могат да бъдат подобрени няколко пъти, дори многократно. Подсилен PP се използва в области sкато офис мебели, например детски столове с висока облегалка и офис столове; използва се и в аксиални и центробежни вентилатори в хладилно оборудване като хладилници и климатици.
Подсилените PA (полиамидни) материали вече се използват както в пътнически, така и в търговски превозни средства, обикновено за производство на малки функционални части. Примерите включват защитни капаци за тела на брави, застрахователни клинове, вградени гайки, педали за газта, предпазители за превключване на скоростите и дръжки за отваряне. Ако избраният от производителя на частта материал е нестабиленкачество, производственият процес е неподходящ или материалът не е изсушен правилно, това може да доведе до счупване на слаби части в продукта.
С автнарастващото търсене на леки и екологично чисти материали в промишлената индустрия, чуждестранните автомобилни индустрии клонят повече към използването на GMT (термопластични стъклени матове) материали, за да отговорят на нуждите на структурните компоненти. Това се дължи главно на отличната издръжливост на GMT, кратък цикъл на формоване, висока производствена ефективност, ниски разходи за обработка и незамърсяваща природа, което го прави един от материалите на 21-ви век. GMT се използва предимно в производството на многофункционални скоби, скоби за арматурно табло, рамки за седалки, предпазители на двигателя и скоби за батерии в пътнически превозни средства. Например Audi A6 и A4, произвеждани в момента от FAW-Volkswagen, използват GMT материали, но не са постигнали локализирано производство.
Да се подобри цялостното качество на автомобилите, за да се изравнят с международните напреднали нива и да се постигнеЗа намаляване на теглото, намаляване на вибрациите и намаляване на шума, местните звена са провели изследвания върху процесите на производство и формоване на продукти от GMT материали. Те имат капацитет за масово производство на GMT материали и производствена линия с годишно производство от 3000 тона GMT материал е изградена в Jiangyin, Jiangsu. Местните производители на автомобили също използват GMT материали в дизайна на някои модели и са започнали партидно пробно производство.
Компонентът за формоване на листове (SMC) е важна термореактивна пластмаса, подсилена със стъклени влакна. Благодарение на отличната си производителност, възможностите за широкомащабно производство и възможността за постигане на повърхности от клас А, той се използва широко в автомобилите. В момента приложението начуждестранните SMC материали в автомобилната индустрия постигна нов напредък. Основната употреба на SMC в автомобилите е в панелите на каросерията, което представлява 70% от употребата на SMC. Най-бърз растеж има при структурните компоненти и трансмисионните части. През следващите пет години се очаква използването на SMC в автомобилите да се увеличи с 22% до 71%, докато в други индустрии растежът ще бъде от 13% до 35%.
Състояние на приложениетои тенденции в развитието
1. Подсилената със стъклени влакна листова формовъчна смес (SMC) с високо съдържание се използва все повече в автомобилните структурни компоненти. За първи път беше демонстриран в структурни части на два модела на Ford (Explorer и Ranger) през 1995 г. Поради многофункционалността си, широко се счита, че има предимства в структурния дизайн, което води до широкото му приложение в автомобилни табла, кормилни системи, радиаторни системи и системи за електронни устройства.
Горните и долните скоби, формовани от американската компания Budd, използват композитен материал, съдържащ 40% стъклени влакна в ненаситен полиестер. Тази конструкция от две части на предния край отговаря на изискванията на потребителя, като предният край на долната кабина се простира напред. Горният брносачът е фиксиран върху предния капак и предната конструкция на каросерията, докато долната скоба работи заедно с охладителната система. Тези две скоби са свързани помежду си и си сътрудничат със сенника на автомобила и структурата на каросерията, за да стабилизират предния край.
2. Прилагането на материали с листова формовъчна смес (SMC) с ниска плътност: SMC с ниска плътност има специфична тежестy от 1,3, а практическите приложения и тестовете показват, че е с 30% по-лек от стандартния SMC, който има специфично тегло от 1,9. Използването на този SMC с ниска плътност може да намали теглото на частите с около 45% в сравнение с подобни части, направени от стомана. Всички вътрешни панели и новите интериори на покрива на модела Corvette '99 от General Motors в САЩ са направени от SMC с ниска плътност. Освен това, SMC с ниска плътност се използва и при врати на автомобили, капаци на двигатели и капаци на багажници.
3. Други приложения на SMC в автомобилите, освен новите употреби, споменати по-рано, включват производството на вариони други части. Те включват врати на кабини, надуваеми покриви, скелети на брони, товарни врати, сенници, панели на каросерията, дренажни тръби на покрива, странични ленти за навеси за автомобили и кутии за камиони, сред които най-голямото използване е във външните панели на каросерията. Що се отнася до статута на вътрешно приложение, с въвеждането на технологията за производство на леки автомобили в Китай, SMC беше приет за първи път в пътнически превозни средства, използвани главно в отделения за резервни гуми и скелети на брони. Понастоящем се прилага и в търговски превозни средства за части като покриващи плочи на подпори, разширителни резервоари, скоби за скорост на линията, големи/малки прегради, възли на кожух за всмукване на въздух и др.
GFRP композитен материалАвтомобилни листови ресори
Методът за формоване с трансфер на смола (RTM) включва пресоване на смола в затворена форма, съдържаща стъклени влакна, последвано от втвърдяване при стайна температура или с топлина. В сравнение с Sheet MoldiПо метода Compound (SMC), RTM предлага по-просто производствено оборудване, по-ниски разходи за формоване и отлични физически свойства на продуктите, но е подходящ само за средно и малко производство. Понастоящем автомобилните части, произведени по метода RTM в чужбина, са разширени до покрития за цялото тяло. За разлика от това, на вътрешния пазар в Китай технологията за формоване RTM за производство на автомобилни части все още е в етап на разработка и изследване, като се стреми да достигне производствените нива на подобни чуждестранни продукти по отношение на механичните свойства на суровините, времето за втвърдяване и спецификациите на готовия продукт. Автомобилните части, разработени и проучени в страната с помощта на метода RTM, включват предни стъкла, задни врати на багажника, дифузори, покриви, брони и задни повдигащи се врати за автомобили Fukang.
Въпреки това, как по-бързо и ефективно да приложите RTM процеса към автомобили, изискванетопромените на материалите за структурата на продукта, нивото на производителност на материала, стандартите за оценка и постигането на повърхности от клас А са въпроси, които предизвикват безпокойство в автомобилната индустрия. Това са и предпоставките за широкото навлизане на RTM в производството на автомобилни части.
Защо FRP
От гледна точка на производителите на автомобили, FRP (пластмаси, подсилени с влакна) в сравнение с др.er материали, е много привлекателен алтернативен материал. Вземайки SMC/BMC (компаунд за формоване на листове/компаунд за насипно формоване) като примери:
* Спестяване на тегло
* Компонентна интеграция
* Гъвкавост на дизайна
* Значително по-ниска инвестиция
* Улеснява интегрирането на антенни системи
* Стабилност на размерите (нисък коефициент на линейно термично разширение, сравним със стомана)
* Поддържа високи механични характеристики при високи температури
Съвместим с E-покритие (електронно боядисване)
Шофьорите на камиони са добре наясно, че съпротивлението на въздуха, известно още като съпротивление, винаги е било значително aвратички за камиони. Голямата предна площ на камионите, високото шаси и ремаркетата с квадратна форма ги правят особено податливи на въздушно съпротивление.
Да се противодействавъздушно съпротивление, което неизбежно увеличава натоварването на двигателя, колкото по-висока е скоростта, толкова по-голямо е съпротивлението. Увеличеното натоварване поради съпротивление на въздуха води до по-висок разход на гориво. За да намалят съпротивлението на вятъра, изпитвано от камионите и по този начин да понижат разхода на гориво, инженерите са напрегнали мозъка си. В допълнение към приемането на аеродинамичен дизайн за кабината, много устройства са добавени за намаляване на въздушното съпротивление на рамката и задната част на ремаркето. Какви са тези устройства, предназначени да намалят съпротивлението на вятъра на камионите?
Покривни/странични дефлектори
Покривът и страничните дефлектори са предназначени основно да предотвратят директното удряне на вятъра върху товарната кутия с квадратна форма, пренасочвайки по-голямата част от въздуха, за да тече плавно над и около горната и страничните части на ремаркето, вместо да удря директно предната част на ремаркето пътекаer, което предизвиква значително съпротивление. Правилно наклонените и регулирани на височина дефлектори могат значително да намалят съпротивлението, причинено от ремаркето.
Странични прагове за кола
Страничните прагове на автомобила служат за изглаждане на страните на шасито, интегрирайки го безпроблемно с купето на автомобила. Те покриват елементи като странично монтирани газови резервоари и резервоари за гориво, като намаляват предната им площ, изложена на вятъра, като по този начин улесняват по-плавния въздушен поток, без да създават турбуленция.
Ниско позициониран Bumper
Удължаващата се надолу броня намалява въздушния поток, навлизащ под автомобила, което помага за намаляване на съпротивлението, създадено от триенето между шасито ивъздух. Освен това, някои брони с направляващи отвори не само намаляват съпротивлението на вятъра, но и насочват въздушния поток към спирачните барабани или спирачните дискове, подпомагайки охлаждането на спирачната система на автомобила.
Странични дефлектори на товарната кутия
Дефлекторите отстрани на товарната кутия покриват част от колелата и намаляват разстоянието между товарното отделение и земята. Този дизайн намалява въздушния поток, навлизащ отстрани под автомобила. Тъй като покриват част от колелата, те се деформиратФакторите също намаляват турбуленцията, причинена от взаимодействието между гумите и въздуха.
Заден дефлектор
Проектиран да прекъсваt въздушните вихри отзад, той рационализира въздушния поток, като по този начин намалява аеродинамичното съпротивление.
И така, какви материали се използват за направата на дефлекторите и капаците на камионите? От това, което разбрах, на силно конкурентния пазар фибростъклото (известно още като подсилена със стъкло пластмаса или GRP) е предпочитано заради своята лекота, висока якост, устойчивост на корозия и rнадеждност наред с други свойства.
Фибростъклото е композитен материал, който използва стъклени влакна и техните продукти (като плат от стъклени влакна, мат, прежда и др.) като армировка, като синтетичната смола служи като матричен материал.
Дефлектори/капаци от фибростъкло
Европа започва да използва фибростъкло в автомобилите още през 1955 г., с изпитания върху каросерии на модели STM-II. През 1970 г. Япония използва фибростъкло за производството на декоративни капаци за автомобилни джанти, а през 1971 г. Suzuki прави капаци на двигатели и калници от фибростъкло. През 50-те години Обединеното кралство започва да използва фибростъкло, заменяйки предишните композитни кабини от стомана-дърво, като тези в Ford S21 и триколесни автомобили, които донесоха напълно нов и по-малко твърд стил на превозните средства от онази епоха.
Вътрешно в Китай, някои mпроизводителите са извършили обширна работа в разработването на каросерии от фибростъкло. Например, FAW доста рано успешно разработи капаци на двигатели от фибростъкло и кабини с плосък нос, отварящ се отгоре. Понастоящем използването на продукти от фибростъкло в средни и тежки камиони в Китай е доста широко разпространено, включително двигател с дълъг носкапаци, брони, предни капаци, капаци на кабината, странични прагове и дефлектори. Добре известен местен производител на дефлектори, Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd., е пример за това. Дори някои от луксозните големи спални кабини на възхитените американски камиони с дълги носове са направени от фибростъкло.
Лек, с висока якост, корозия-устойчив, широко използван в превозни средства
Благодарение на ниската цена, краткия производствен цикъл и силната гъвкавост на дизайна, материалите от фибростъкло се използват широко в много аспекти на производството на камиони. Например, преди няколко години домашните камиони имаха монотонен и твърд дизайн, като персонализираният външен стил беше необичаен. С бързото развитие на вътрешните магистрали, коитоh силно стимулира транспортирането на дълги разстояния, трудността при оформянето на персонализиран външен вид на кабината от цяла стомана, високите разходи за проектиране на матрицата и проблеми като ръжда и течове в многопанелни заварени конструкции накараха много производители да изберат фибростъкло за покрива на кабината.
В момента много камиони използват fiматериали berglass за предни капаци и брони.
Фибростъклото се характеризира с лекота и висока якост, с плътност, варираща между 1,5 и 2,0. Това е само около една четвърт до една пета от плътността на въглеродната стомана и дори по-ниска от тази на алуминия. В сравнение със стоманата 08F, фибростъклото с дебелина 2,5 mm има aякост, еквивалентна на стомана с дебелина 1 мм. Освен това фибростъклото може да бъде гъвкаво проектирано според нуждите, като предлага по-добра цялостност и отлична технологичност. Той позволява гъвкав избор на процеси на формоване въз основа на формата, предназначението и количеството на продукта. Процесът на формоване е прост, често изисква само една стъпка, а материалът има добра устойчивост на корозия. Той може да устои на атмосферни условия, вода и обикновени концентрации на киселини, основи и соли. Ето защо в момента много камиони използват материали от фибростъкло за предни брони, предни капаци, странични прагове и дефлектори.
Време на публикуване: 02 януари 2024 г
